방화구획 간 화재확산을 억제하기 위해 ‘연소할 우려가 있는 개구부’에 스프링클러를 설치할 때, 헤드 배치 방식에 따라 열유속 감쇠 성능이 크게 달라진다는 연구 결과가 발표됐다. 한국화재소방학회지(KIFSE)에 2026년 9월 2일 등재된 논문 「방화구획 간 화재확산 저감을 위한 스프링클러 설치기준의 유효성에 관한 실험적 연구」에 따르면, 개구부 상하좌우 4방향에 스프링클러 헤드를 배치한 조건에서 평균 열유속 감쇠율이 52~76%에 달하는 것으로 확인됐다.
실규모 화재실험으로 세 가지 조건 비교 검증
해당 논문에 따르면, 연구진은 ISO 9705-1 표준구획실 형상을 기반으로 실규모 화재실을 구성하고 세 가지 실험 조건을 설정했다. 첫 번째는 스프링클러를 전혀 설치하지 않은 미보호 개구부(Unprotected Opening, UO) 조건이고, 두 번째는 개구부 상부에만 단일 헤드를 설치한 조건(Opening with Top Sprinkler, OTS), 세 번째는 개구부 상하좌우에 헤드를 배치한 조건(Opening with Four-Side Sprinklers, OFSS)이다. 프로판을 화원으로 사용해 열방출률을 0.5, 1.0, 1.5, 2.5 MW 네 단계로 설정하고, 각 조건에서 화염 거동과 개구부 외부 열유속을 측정했다.
실험 결과, 스프링클러가 없는 UO 조건에서는 열방출률이 증가할수록 화염과 고온 영역이 확대됐으며, 2.5 MW 조건에서는 개구부 외부로 분출 화염이 발생하는 현상이 확인됐다. 이는 방화구획 경계를 넘어 인접 구획으로 화재가 직접 전파될 수 있음을 보여주는 결과다. 반면 OTS 조건에서는 평균 열유속 감쇠율이 약 30~45% 수준으로 나타났고, OFSS 조건에서는 52~76%로 상대적으로 높은 방호 성능이 확보됐다. 연구진은 개구부 주변에 설치된 스프링클러가 외부 열적 노출을 유의미하게 저감할 수 있으며, 헤드를 4방향으로 배치할수록 방호 효과가 높아진다고 결론지었다.
방화구획 설계 및 업계 기준 개정 논의에 직접적 영향
이번 연구 결과는 방화셔터·방화문 등 방화구획 관련 제품을 제조·설치하는 업계에 직접적인 시사점을 제공한다. 현행 국내 화재안전기준(NFSC)은 ‘연소할 우려가 있는 개구부’에 스프링클러 설치를 요구하고 있으나, 헤드 배치 방식에 대한 구체적 기준은 상대적으로 단순하게 규정돼 있다. 이번 실험은 단일 헤드(상부 설치)와 4방향 헤드 배치 간 성능 차이가 최대 두 배 이상 벌어질 수 있음을 정량적으로 입증했다는 점에서, 향후 화재안전기준 개정 및 방화구획 설계 지침 보완의 근거 자료로 활용될 가능성이 높다. 방화셔터·방화문 제조사 입장에서는 개구부 스프링클러 설치 방식이 자사 제품의 방화 성능 평가에 영향을 미칠 수 있는 만큼, 관련 기준 변화 동향을 면밀히 추적할 필요가 있다. 또한 건축물 방화구획 설계 단계에서 스프링클러 헤드 배치를 최적화하는 방향으로 설계 관행이 변화할 경우, 방화구획 관련 제품의 성능 요건과 시공 방식에도 연쇄적인 영향이 예상된다.
출처 : 한호식, 윤홍석 and 조규환. (2026). 방화구획 간 화재확산 저감을 위한 스프링클러 설치기준의 유효성에 관한 실험적 연구. 한국화재소방학회 논문지, 40(4), 102-110.
이 논문은 DOI(https://doi.org/10.7731/KIFSE.0d626d5f)를 통해 원문을 확인할 수 있으며, 키워드는 Fire compartment, Fire spread, Sprinkler system, Heat flux, Thermal radiation attenuation이다.
출처: KIFSE 학술지, 셔터뉴스 편집국
